Выделение хлористого водорода из газовых смесей методом абсорбционной первапорации

• Автор: Колотилов, Евгений Юрьевич
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Нижний Новгород
• Количество страниц: 116 с.

Оглавление
Введение

1 Литературный обзор

1.1 Физико-химические свойства хлористого водорода

1.2 Методы получения НС

1.2.1 Прямой синтез из водорода и хлора

1.2.2 Сульфатный метод получения НС

1.2.3 Получение абгазного хлористого водорода

1.3 Методы извлечения и очистки хлористого водорода

1.3.1 Абсорбционные методы извлечения НС

1.3.2 Адсорбционная очистка НС1 от примесей

1.3.3 Низкотемпературные методы разделения
1.4 Мембранные методы разделения смесей
1.4.1 Разделение газов
1.4.2 Проницаемость мембран
1.4.3 Разделение на мембранных элементах и каскадах
1.4.4 Первапорация
2 Выделение хлористого водорода из газовых смесей методом мембранного газоразделения
2.1 Определение величины проницаемости газов через различные
типы мембран
2.2 Каскадные схемы мембранного разделения
3 Выделение хлористого водорода из газовых смесей методом абсорбционной первапорации
3.1 Схема установки и методика проведения эксперимента
3.2 Экспериментальное определение величины потока газовых компонентов через совмещенную систему абсорбент -мембрана
3.3 Влияние величины давления в полости низкого давления на величину потока через совмещенную систему абсорбент - мембрана

3.4 Влияние природы абсорбента на величину потока газового компонента в процессе абсорбционной первапорации
3.5 Влияние скорости входного потока на величину проницаемости в процессах абсорбционной первапорации
3.6 Математическая модель процесса
4 Очистка хлористого водорода от взвешенных частиц
Выводы
Список литературы
ВВЕДЕНИЕ

Непременным условием развития промышленности является комплексное использование сырьевых ресурсов. В настоящее время одной из важных задач является вторичное использование продуктов, образующихся наряду с основным компонентом. К таким продуктам можно отнести абгазный хлористый водород. При получении хлор- и фторсодержащих растворителей, мономеров, фреонов, первичных и вторичных спиртов, кетонов, кислот более половины используемого хлора, расходуется на образование хлористого водорода, который выделяется в составе абгазов данного производства.
Значительное количество абгазного хлористого водорода образуется на операциях хлорирования при получении борсодержаших компонентов, а также при восстановлении хлоридов элементов водородом с получением соответствующих гидридов. В дальнейшем НС1 утилизируется путем растворения водой с получением технической соляной кислоты. Однако объемы получаемой кислоты превышают рыночный спрос. В то же время спрос на газообразный хлористый водород не удовлетворен. Кроме того, выбросы абгазного хлористого водорода в атмосферу приводят к загрязнению окружающей среды, что может привести к серьезным экологическим проблемам в регионе, где находится данное производство.
В последние годы наблюдается рост потребления газообразного НС1 и поэтому поднимается вопрос о его дополнительном производстве. Одним из путей решения проблемы является его извлечение из абгазных смесей. Одновременно решаются вопросы конкретного производства по разделению абгазной смеси, выделению и повторному использованию основного компонента, например водорода (90 % объем.). После выделения НС1, смесь, содержащую около 98 % Н2 можно направить обратно в технологический процесс.
Целью настоящей работы является разработка метода выделения хлористого водорода из газовых смесей, получение продукта с содержанием

Из данного выражения следует, что селективность проницаемости определяется как термодинамической составляющей (селективностью растворимости с^), так и кинетической составляющей (селективностью диффузии ад) [99].
В работе [103] предложена модель описания транспорта при первапорации. В ней учитывается наличие сопротивления пограничного слоя со стороны питающего потока, а также роль эффектов, связанных с изменением движущей силы процесса. Математическая модель позволяет оценить влияние толщины мембраны, коэффициентов переноса в пограничном слое, а также таких параметров как состав разделяемой смеси и давление пермеата.
Для первапорации требуются непористые мембраны, преимущественно с анизотропной морфологией, асимметричная структура которых состоит из верхнего плотного слоя, нанесенного на подложку с открытыми порами, что реализуется в асимметричных и композиционных мембранах [81].
Поскольку разность парциальных давлений паров разделяемых компонентов по обе стороны мембраны является движущей силой первапорации, то следует сохранять ее на максимально высоком уровне, что достигается поддержанием достаточно высоких температур жидкой питающей смеси. Отсюда следует, что устойчивость полимера мембраны к компонентам разделяемой смеси в условиях повышенных температур - существенное требование, предъявляемое к первапорационным мембранам [99].
На основании обзора литературных источников можно сделать некоторые выводы:
1. В настоящее время перспективным методом получения хлористого водорода является выделение его из абгазных смесей, образующегося в результате химических превращений наряду с основным компонентом. Особенностью применения данного метода является влияние химикотехнологических особенностей конкретного производства на примесный состав получаемого НС1.